Задачи, которые ставил Нобиле перед своей экспедицией, были более чем серьезны. Предполагалось обследовать район Новой Земли, Земли Франца–Иосифа, Северной Земли, Гренландии и Канадского Арктического архипелага. В этих местах он все еще не исключал открыть новые острова и, высадив здесь береговые группы, закрепить их за Италией. Кроме того, планировалось выполнить целый комплекс исследований в области атмосферного электричества, метеорологии, океанографии и земного магнетизма на Северной Земле и на Северном полюсе. Напряженная работа по подготовке экспедиции шла несколько месяцев. Нобиле предусмотрел даже возможность аварии и взял с собой сани, надувные лодки, лыжи, меховые куртки, палатки, спальные мешки и запасную радиоаппаратуру, что в дальнейшем спасло жизнь большинству полярников. Казалось, все было сделано для того, чтобы избежать неудачи, тем более трагедии. И все-таки они настигли итальянцев. Почему? Пытаясь впоследствии найти ответ на этот вопрос, сам Нобиле говорил об элементе случайного, непредвиденного, который возможен в любой экспедиции.
Основной своей базой Умберто Нобиле выбрал Кингс–Бей, который, по его мнению, находился ближе всего к Северному полюсу. 15 апреля 1928 года экспедиция стартовала из Милана и, не дожидаясь улучшения погоды, вылетела на Шпицберген. Во время перелета, вспоминал впоследствии Нобиле: «Все было против нас — яростные ветры, дождь как из ведра, град, буря, снег и обледенение». Однако 8 мая итальянцы все же прибыли на арктическую базу целыми и невредимыми.
Первый полет «Италия» совершила с основной базы уже через трое суток, но из-за неблагоприятных погодных условий и неисправности в рулевой системе вернулась на базу через семь часов.
Вновь дирижабль вылетел из Кингс–Бея 15 мая и сразу же направился к полумифической Земле Джиллеса, якобы находящейся в районе между Шпицбергеном и Землей Франца–Иосифа и показанной на картах с вопросительным знаком. Однако никакой Земли Джиллеса итальянцам найти не удалось, что и было отмечено в бортовом журнале. Затем «Италия» полетела к Земле Франца–Иосифа и от ее северной оконечности—мыса Флигели — взяла курс на восток. Через сутки итальянцы практически достигли Северной Земли, но из-за сильного встречного ветра и малого запаса горючего Нобиле был вынужден повернуть назад. Обратный курс был проложен мимо новоземельского мыса Желания. В общем, было пройдено 4 тысячи километров, из которых более трети — по районам, впервые увиденным человеком. Хотя основная задача — достижение Северной Земли — не была выполнена, тем не менее в научном отношении полет был весьма результативным Шведский геофизик Ф. Мальмгрен провел здесь большие метеорологические наблюдения, а итальянец Понтремолли провел серию наблюдений по земному магнетизму, атмосферному электричеству и радиоактивности. Новый взлет «Италии», на этот раз к Северному полюсу, состоялся 23 мая 1928 года. Для высадки в самой северной точке Земли приготовились: доктор Мальмгрен, профессор Понтремолли и коменданте Мариано.
В 04.40 дирижабль стартовал с Кингс–Бея. Через четверть часа, для безопасного перелета через горы, с борта воздушного судна были сброшены два запасных бензиновых бака. Полет до севера Гренландии протекал нормально, при попутном ветре. Но незадолго до прибытия к точке Северного полюса погода резко испортилась. Сгустилась облачность и задул сильный ветер. Несмотря на сильный встречный ветер, в 00 часов 20 минут следующих суток экспедиция Умберто Нобиле была над Северным полюсом Здесь «Италия» стала снижаться по спирали, стараясь пробить полосу тумана, сгустившуюся на высоте до 200 метров.
В районе предполагаемого приземления лед был прорезан многочисленными каналами, которые с высоты казались узкими лентами. Вообще каналы чистой воды во льду были видны в часы полета во многих местах. Особенно до 85 градусов 45 минут северной широты. За два последующих часа экспедиция «Италия» выполнила несколько научных наблюдений, но из-за непогоды, как было запланировано, высадить людей на лед не удалось. На обратном пути экспедиция «Италия» вошла в зону густого тумана. Скорость судна была снижена, а для экономии топлива — выключен один из главных двигателей.
«Ветер и туман. Туман и ветер. Беспрерывно. И время от времени налетающие снежные вихри», — так описывает Умберто Нобиле возвращение «Италии». Сильная продолжительная качка, а особенно сырой холодный воздух угнетающе действовали на психику; постепенно оживление и радость, охватившие сначала членов экспедиции, угасли. Меняя высоту и скорость полета, Нобиле вел дирижабль почти вслепую.